KR100883456B1 - 플라스틱 글라스 물질을 생산하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미러 또는 글라스 대체물로 사용되는 우수한 광학특징을 갖는 투명한 플라스틱의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

플라스틱 글라스 물질을 생산하는 방법{Plastic glass}

본 발명은 차량 미러 등에 사용되기에 적절한 광학특징을 갖는 플라스틱 글라스 물질을 생산하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 현재 생산되는 글라스 미러와 거의 광학적으로 동등한 플라스틱 글라스 물질의 제조공정 또는 제조방법에 관한 것이다.

차량 구성에서 유리가 사용되는 영역의 대체를 위해 플라스틱 물질을 실용화하는 것이 오래 전부터 요망되어 왔다.

글라스 미러 표면은 일반적으로 차량 미러 등에 사용하기에 적합하지만, 글라스 거울 표면은 몇가지 단점이 있다. 첫째로, 글라스는 상대적으로 무겁고 깨어지기 쉬워서, 중량 감소와 안전성 고려의 양 측면이 플라스틱 치환체로 표준 글라스 미러의 대체로 작용하게 된다. 두번째로, 글라스 거울 표면은 전형적으로 어떤 복잡한 미러 디자인에 바람직할 수 있는 어떤 타입의 요철 굴곡이 그 자체로 부여되지 않는다.

따라서, 이 기술분야에서 거울 구조에 있어 유리에 대한 적절한 대체물을 제공하는 것이 목표로 되었다. 플라스틱으로 제조된 거울에 있어서, 거울 부분이 플라스틱을 통해 전도되도록 하는 거울 표면을 제공하는 것이 전형적인 문제였다. 대부분 플라스틱의 전도 질은, 이들 물질의 몰딩 간에 수차 및 플라스틱 광학 특성과 같은 다양한 문제점으로 인해 거울 기능으로 사용되기에 적절하지 않았다. 전형적으로, 외부 거울의 표면은 거울 유리 표면의 것에 비해 바람직한 광학적 질을 제공하지 않는다.

따라서, 만일 거울 유리 표면이 플라스틱을 사용하여 제공될 수 있다면, 이는 다양한 오목, 볼록 또는 어안(fish-eyed) 디자인 등을 할 수 있고, 오늘날 차량 구성에 있어서 바람직한 가벼운 차량을 제공하고, 유리 거울에 내재된 진동을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 유사 글라스를 위해 투명 플라스틱 물질을 그 내부에 형성하기 위한 동공(cavity)을 가진 사출 몰드 머신을 먼저 제공하는 것을 포함하는 차량 미러에 사용되기에 적절한 플라스틱 물질을 생산하는 공정을 제공한다. 상기 몰드는 사출 스크류의 트로트(throat)에 압력을 감지하고 제어하는 장치를 포함한다. 상기 몰드는 폐쇄되고 순수한 플라스틱 물질이 주입된다. 상기 몰드의 일부분은 이 후 몰드 물질을 주입공 안으로 압압하는데 사용된다. 이 후, 몰드는 소정의 압력에서 플라스틱 물질의 광학적 특성을 최적화하기 위해 유지된다. 이는 유리와 유사한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 물질이 되게 한다. 이 후, 유리의 코팅이 플라스틱 재질의 표면에 행해져 최종 프라스틱 글라스 미러로서 적절한 대체물을 제공한다.

더욱이, 본 발명은 이하 첨부도면과 상세한 설명을 참고로 할 때 보다 잘 이해될 것이다.

도 1a 내지 1d는 본 발명의 용도를 설명하는 몰드 장치의 단면도이고;

도 2는 본 발명의 조절 측면을 나타내는 개략적인 다이아그램이고;

도 3a 및 3b는 본 발명에 유용한 몰드의 실시형태를 도시한 개략적 단면도이고;

도 4는 본 출원의 제조에 포함되는 제조 단계를 나타내는 블록 다이어그램이고;

도 5a는 본 발명의 사용에 의해 완성될 수 있는 윤곽된 반사표면을 나타내는 미러의 단면도이고;

도 5b는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있는 윤곽된 어안 또는 다른 보호 또는 윤곽을 나타내는 미러의 평면도이고;

도 5c는 본 발명에서 실용화될 수 있는 윤곽의 타입을 나타내는, 도 5b의 5c-5c 선 단면도이다.

본 발명에 따르면, 도면에 도시된 바와 같이 차량 미러로서 사용되기에 적당한 플라스틱 재질을 몰딩하는 방법을 제공한다. 이 과정은 먼저 일반적으로 사출 몰드 머신 10을 제공하는 단계를 포함한다. 사출 몰드 머신 10은 그 안에 글라스의 투명도에 유사한 투명한 플라스틱 물품을 성형하기 위한 공간부 12를 포함한다. 사출 몰드 머신 10은 일반적으로 도 1d에서 14로 도시된 바와 같은 압력을 감지하고 조절하는 장치를 포함한다. 이 후 사출 몰드 머신 10은 도 1b에 도시된 바와 같이 폐쇄되고, 순수 플라스틱 원재가 주입구 16을 통해 사출 몰드 머신 10 안으로 주입된다. 사출 몰드 머신 10의 일부분은 주입구 16 안으로 몰드 물질을 압압하기 위해 사용된다. 몰드 물질이 부분적으로 주입구 16 안으로 뒤로 주입된 후, 사출 몰드 머신 10은 글라스에 유사한 광학적 특성을 갖는 명확히 투명한 플라스틱 물질을 제공하기 위해, 플라스틱 물질의 광학적 특성을 최적화하기 위한 소정 압력으로 유지된다.

도 1a 내지 1d를 통해 도시된 바와 같이, 제1 몰드 플레턴(mold platen) 18 및 제2 몰드 플레턴 20이 제공된다. 제1 몰드 플레턴 18은 최종 마감부의 보호를 위해 공간부 12를 포함한다. 제2 가동가능한 피스톤부 22가 제공되어 피스톤 26의 이동에 의해 조절될 수 있는 공 24를 포함한다. 공 24 안의 압력은 컨트롤 시스템 30에서 사용되도록 설정된 소형 수압 컨트롤 피스톤 28으로 조절되어, 수압적으로 가동가능한 부분 22의 홀드 피스톤을 압압하거나 또는 조절할 수 있다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 비례 밸브 32는 몰드 공간부 12 안의 압력 조정을 제어하기 위해 컨트롤 시스템에 실용화되어질 수 있다. 압력 센서 34는 공정에서 압력을 유지할 목적으로 몰드 공간부 12에 압력을 결정하기 위해 이용된다. 이 후, 적당한 압력이 결정되고, 몰드 공간부 12는 비례 밸브 32에 연결된 컨트롤 시스템에 의해 이 압력으로 유지된다.

본 발명의 수압에 대한 컨트롤 회로는 도 2의 개략도로 나타난다. 도 2에 도시된 바와 같이, 몰드 공간부 12 내의 압력 센서 34는 신호를 마이크로프로세서 36에 보낸다. 마이크로프로세서 36은 본 공정에서 적당한 압력을 계산하여 이 정보를, 도 3(a) 및 3(b)에서 실용화된 피스톤 40에 의해 몰드 공간부 12의 압력을 조절하는 비례 밸브 32의 작동을 제어하는 컨트롤 장치 38로 또는 대안적으로 도 1(a) 내지 1(d)에서 도시된 바와 같은 수압 컨트롤 피스톤 28로 보낸다. 이 공정은 또한 도 4의 블록 다이어그램으로 나타난다. 이런 마이크로프로세서 36는 DEMAG ERGOTECH GmbH, Altdorfer Strabe 15, D-90571 Schwaig로부터 이용할 수 있다. 이 분야의 숙련가는 여기에 나타난 바람직한 프로그래밍 변수를 프로그램할 수 있다.

다음으로, 도 3(a) 및 3(b)를 참고로 하면, 여기에서 몰드 공간부는 그 자체로 본 발명에서 사용되는 방식으로 성취될 수 있는 몰딩 압력을 조절하기 위해 실용화될 수 있는 공정을 수행하는 대안적인 방법을 나타낸다. 도 3(a) 및 3(b)를 참고로 하면, 주입구 16(a)는 몰드 반체 18(a) 및 20(a)에 제공된다. 센서 34(a)는 공에 주입된 플라스틱의 압력을 감지하기 위해 제공된다. 이 실시형태에서, 몰드 반체 20(a)는 몰드부 20(b)의 거리를 조절하기 위해 유압적으로 또는 기계적으로 조절된다. 이 실시형태에서, 몰드 플런지부 20(b)는 그 몰드 플런지부 20(b) 내에 몰딩 공 12(a)를 포함한다. 이 실시형태에서, 도 2 또는 도 4에서와 같은 컨트롤 시스템은 부분 20(a)에 대한 압력을 조절하기 위해 이용될 수 있다.

도 5(a) 내지 5(c)를 참고로 하면, 여기에는 다양한 윤곽의 미러가 원하는 바와 같이 나타날 수 있는 샘플이 도시된다. 예를 들어, 어안부 42는 44로 도시된 바와 같이 신장된 미러 커버를 제공하기 위해 볼록한 곡선 면과 조합되어 제공될 수 있다. 도 5(b)는 두 개의 어안부 46 및 48이, 부호 50으로 나타난 5c-5c선으로 도시된 바와 같이 다른 볼록 형태의 미러 표면 상에 제공된 대체적인 실시형태를 도시한다. 이는 글라스 형태의 유리 등을 사용하여서는 만들기 어려운 옵션을 제공한다. 표 1에 나타난 것은 본 발명의 플라스틱 글라스의 몰딩에 대한 특정한 변수이다.

상기에 나타난 바와 같이, 몰드 공간부로 플라스틱의 초기 주입 후, 일정 양은 본 발명의 방법의 일부로 입구로 뒤로 밀린다. 일반적으로, 주입된 물질의 약 20 내지 약 60 부피%; 전형적으로는 30 내지 50 부피%; 그리고 바람직하기로는 약 40 부피%가 물질의 경화 전에 주입구 16로 뒤로 압압된다.

바람직하기로는, 몰드는 그런 다음 일반적으로 약 900바 내지 약 1800바, 바람직하기로는 약 1000바 내지 약 1800바 및 가장 바람직하기로는 약 1000 내지 1200바의 압력으로 유지된다.

이들 단계를 사용함에 의해, 글라스와 같은 투명성이 수득될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이들 단계를 이용하는 것은 물질 내의 내부 장력을 감하는데 도움을 주고 따라서, 그렇지 않으면 발생할 수 있는 광학적인 선명도에 대한 장애를 제거한다.

본 발명에 사용되는 몰드 온도는 사용된 물질에 의존하여 다양하게 변한다. 전형적으로, 적절한 온도는 약 80 내지 120℃이다. 약 80℃의 가장 바람직한 온도가 본 발명의 공정에서 이용된다.

본 발명에서 사용된 전형적인 플라스틱은 광학적 등급의 사출 몰드가능한 물질, 광학적 등급의 폴리카보네이트, 메타크릴레이트 또는 메타크릴레이트 개질 폴리카보네이트를 포함한다. 적절한 물질은 제네랄 일렉트릭사로부터 얻어질 수 있고, 예를 들어 상표명 MAKROLON 2207 및 LEXAN LSI로 시판되는 플라스틱이 특히 본 발명의 공정에 적절하다. 또한, 마감부의 광학적 특성을 유지하기 위해 몰드 표면이 연마된 광학적 질을 제공하는 것이 필요하다.

적용될 수 있는 보호적 또는 반사적인 도포에 기하여 발생될 수 있는 일 부분의 연속하는 열 처리는 본 발명의 미러에 나쁜 영향을 미치지 않고 또는 등급을 감하지 않는다. 이는 몰딩 온도에서 특정된 압력 아래로 이 부분을 유지하는 단계에 기인한다. 일반적으로, 온도에서 잔류 시간은 약 0.1 내지 60 초이다. 전형적으로, 온도에서 잔류 시간은 약 10 내지 50초, 바람직하기로는 약 18 내지 25초이다.

플라스틱이 상승된 온도와 압력에서 경화되기 때문에, 반사 도포를 부가하는 것 같은 열을 요하는 연속하는 처리는 플라스틱의 광학적 특성에 나쁜 영향을 주지않는다.

이 분야의 숙련가는 본 발명의 광범위한 기술이 다양한 형태로 시행될 수 있다는 것을 상기 상세한 설명으로부터 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 비록 본 발명이 이들의 특정한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 다른 변형형태가 상세한 설명, 도면 및 청구범위로부터 이 분야의 통상인에게 명백하므로 본 발명의 범위는 여기에 한정되는 것이 아니다.

Claims (22)

1. (a) 글라스에 유사한 투명 플라스틱 물질을 형성하기 위하여 그 내부에 공간부를 가진 사출 몰드 머신을 제공하는 단계, 상기 사출 몰드 머신은 압력을 감지하기 위한 압력센서와, 상기 압력센서로부터 압력을 계산하기 위한 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서의 제어 신호에 따라 상기 공간부의 압력을 조절하는 비례 밸브의 작동을 제어하는 컨트롤 장치를 포함함;

   (b) 상기 몰드를 폐쇄하고, 상기 몰드 안으로 순수한 플라스틱 물질 20 내지 60 부피%를 주입하고, 주입공이 적어도 상기 몰드의 표면의 일부와 연통되어 있어서 몰드 물질의 일부가 상기 몰드에 형성된 주입공으로 주입하도록, 상기 몰드를 가압하기 위하여 상기 몰드의 일부분을 사용하는 단계, 상기 몰드의 제1 부는 공간부를 포함하고 상기 몰드의 제2 부는 주입구를 통해 상기 공간부 안으로 주입된 녹은 플라스틱을 압압하기 위한 피스톤을 포함하며, 녹은 플라스틱이 상기 공간부 안으로 주입된 후 상기 피스톤으로부터의 후방 압력이 1000 ~ 1200 바이며 18 ~ 25초 동안 80 ~ 120℃의 온도가 상기 공간부에 유지됨으로써 상기 공간부를 압압하도록 구성되며, 상기 플라스틱은 소정의 시간동안 냉각되며, 상기 후방 압력을 조절하기 위해 제2 피스톤이 사용됨;

   (c) 글라스 미러에 유사하게 되도록 상기 플라스틱 물질의 광학적 특성을 최적화하기 위해 상기 플라스틱 물질에서 내부 스트레스가 실질적으로 감소되는 소정의 압력으로 몰드를 유지하는 단계를 포함하는, 차량 미러로 사용하기에 적절한 플라스틱 글라스 물질을 생산하는 방법.
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12. (a) 글라스에 유사한 투명 플라스틱 물질을 형성하기 위하여 그 내부에 공간부를 가진 사출 몰드 머신을 제공하는 단계, 상기 사출 몰드 머신은 압력을 감지하기 위한 압력센서와, 상기 압력센서로부터 압력을 계산하여 압력 및 부피의 주입 몰딩 변수를 모니터하고 조절하기 위한 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서의 제어 신호에 따라 상기 공간부의 압력을 조절하는 비례 밸브의 작동을 제어하는 컨트롤 장치를 포함함;

    (b) 상기 몰드를 폐쇄하고, 상기 몰드 안으로 순수한 플라스틱 물질의 초기 용량을 주입하고, 주입공이 적어도 상기 몰드의 표면의 일부와 연통되어 있어서 몰드 물질의 20 내지 60 부피%를 상기 몰드에 형성된 주입공으로 주입하기 위하여 상기 몰드의 일부분을 사용하는 단계, 상기 몰드의 제1 부는 공간부를 포함하고, 상기 몰드의 제2 부는 주입구를 통해 상기 공간부 안으로 주입된 녹은 플라스틱을 압압하기 위한 피스톤을 포함하며, 상기 주입구을 통해 주입된 녹은 플라스틱을 압압하기 위하여 몰드 공간부 피스톤에 작동적으로 연결된 압력 조절 컨트롤 피스톤을 포함함;

    (c) 상기 몰드를 폐쇄하고, 몰드 물질의 20 내지 60 부피%를 주입공으로 뒤로 압압하기 위해 몰드의 일부분을 사용하여 몰드 안으로 순수한 플라스틱 물질의 처음 부피를 주입한 후에 글라스 미러에 유사하게 되도록 상기 플라스틱 물질의 광학적 특성을 최적화하기 위해 플라스틱 물질에서 내부 스트레스 및 수축을 감소하기 위해 소정 압력으로 몰드를 유지하는 단계, 상기 압력은 1000 내지 1200바로 상기 공간부에 유지되며, 상기 공간부가 상기 압력으로 유지되는 동안 18 내지 25초 동안 온도가 80℃ - 120℃로 유지되며, 상기 플라스틱은 소정의 시간 동안 냉각되며, 상기 압력을 조절하기 위해 제2 피스톤이 사용됨;

    (d) 미러를 형성하는 동안 반사 물질이 상기 투명한 플라스틱 물질의 표면 상에 형성됨으로써 상기 플라스틱 물질에 의해 차량 미러가 형성되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 차량 미러로 사용하기에 적절한 플라스틱 글라스 물질을 생산하는 방법.
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